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非決定性動学モデルにおける最適性と双対性の研究とその数理経済学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 09J05487
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関九州大学

研究代表者

吉良 知文  九州大学, 大学院・数理学研究院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード非決定性動的計画法 / 非終端型閾値確率 / satisficing approach / 多様な評価系 / 運搬経路問題 / 配送計画問題 / 局所探索法 / 限量記号消去 / satisfing approach / 限定子除去法 / 制御積分・差分方程式 / 流動性リスク / 非決定性動学モデル / 制御積分方程式 / 成長確率 / 確率基準
研究概要

多段階の意思決定問題を効率よく解決する手法の一つが動的計画法である。その応用は多岐にわたり、経済学においてはマクロ経済動学の解析に必須のツールとなりつつあるが、扱いが比較的容易な確率的な状態推移の下での加法型期待値の最適化に限定されている。本研究は既存モデルを含むより一般的な非決定性動的計画問題について議論し、数理経済学に幅広いモデルを提供することを目指している。
最終年度である本年度は、1.藤田敏治准教授(九州工業大学)と共に、初年度から議論している「非終端型閾値確率問題」(将来のどの期に対してもそれまでに得られた利得の集積値が所与の目標区間に収まる確率を最大化)に対し、利得の集積値をさらに一般化することで、"satisficing approach"と呼ばれる現実社会における人々の行動原理に立脚した多様な多段意思決定問題を広く扱えることを示した。これらの問題に対し、計算量を定める要因を与え、厳密解が多項式時間および疑多項式時間で得られる問題のクラスを具体的に示しだ。2.現実に遭遇する最適化問題には(計算量の問題で)動的計画法で解けない動的計画問題が多数存在する。小売店への商品の配送、ゴミ収集車の運行経路など、複数の車両を用いて顧客に需要を運搬/収集するときの最適なルートを求める運搬経路問題もその一つである。厳しい制約条件を考慮するため,実行可能領域内で局所探索法と呼ばれる近似解法を効率良く行えないことも多い。そこで、岩根秀直研究員((株)富士通研究所)と共に、顧客間の先行順序制約、および車両が合流して分担作業をするための制約条件を考慮した問題に対して、シンプルな局所探索法を提案した。提案手法は「扱い易い異なる探索空間を用意し,そこから本来の実行可能領域への写像を定義する」方法に基づいている。本研究に対して日本オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「OR 横断若手の会」より学生優秀発表賞が与えられた。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (25件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 先行順序付き合流可能運搬経路問題に対する局所探索法2012

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1773 ページ: 77-86

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 数式処理によるパラメトリック多項式最適化手法2012

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直・吉良知文・穴井宏和
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1773 ページ: 96-106

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Threshold probability of non-terminal type in finite horizon Markov decision processes2012

    • 著者名/発表者名
      A.Kira, T.Ueno, T.Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Analysis and Applications

      巻: Vol.386 号: 1 ページ: 461-472

    • DOI

      10.1016/j.jmaa.2011.08.006

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] パラメトリック多項式最適化問題専用Cylindrical Algebraic Decompositionと動的計画法への適用2012

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直・吉良知文・穴井宏和
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1785(in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Construction of explicit optimal value functions by a symbolic-numeric cylindrical algebraic decomposition2011

    • 著者名/発表者名
      H.Iwane, A.Kira, H.Anai
    • 雑誌名

      Computer Algebra in Scientific Computing, Lecture Notes in Computer Science

      巻: vol.6885 ページ: 239-250

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 各期間毎に日標をもつ多段決定過程2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・藤田敏治
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 1734 ページ: 228-235

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      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 縮小写像の離散不動点定理と展開形ゲーム2011

    • 著者名/発表者名
      川崎英文・吉良知文
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] ダ・ヴィンチ・コード642010

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一・吉良知文・植野貴之
    • 雑誌名

      経済学研究(九州大学経済学会)

      巻: 77巻第1号 ページ: 1-25

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 制御マルコフ連鎖における成長確率最大化について2010

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・植野貴之・藤田敏治
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録 (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Double versus triple competitive processes : non-deterministic model2009

    • 著者名/発表者名
      Akifumi.Kira, et al.
    • 雑誌名

      Mathematical Economics, RIMS Kokyuroku 1654

      ページ: 19-34

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] ダ・ヴィンチ・コード2009

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一・吉良知文・植野貴之
    • 雑誌名

      経済学研究(九州大学経済学会) 76巻 第2・3合併号

      ページ: 1-22

    • NAID

      120001702349

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 動的計画法と限量記号消去法2011

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直文・吉良知文・穴井宏和
    • 学会等名
      RIMS研究集会「数式処理--その研究と目指すもの--」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2011-12-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 先行順序付き合流可能運搬経路問題とその近似解法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会九州支部「九州地区における若手OR研究交流会」
    • 発表場所
      島原共同研修センター
    • 年月日
      2011-10-29
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      2011 実績報告書
  • [学会発表] 有限マルコフ決定過程~流動性リスク最小化モデル~2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・藤田敏治・植野貴之
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「確率最適化モデルとその応用」
    • 発表場所
      千葉大学理学部
    • 年月日
      2011-10-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 先行順序付き合流可能運搬経路問題に対する近似解法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「確率最適化モデルとその応用」
    • 発表場所
      千葉大学理学部
    • 年月日
      2011-10-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Construction of explicit optimal value functions by a symbolic-numeric cylindrical algebraic decomposition2011

    • 著者名/発表者名
      H.Iwane, A.Kira, H.Anai
    • 学会等名
      the 13th International Workshop on Computer Algebra in Scientific Computing (CASC 2011)
    • 発表場所
      Kassel, Germany, September 5--9, 2011
    • 年月日
      2011-09-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 先行順序付き合流可能運搬経路問題に対する局所探索法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      KSMAP琵琶湖合宿
    • 発表場所
      琵琶湖コンファレンスセンター
    • 年月日
      2011-08-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 優先度付き合流可能運搬経路問題に対する局所改善手法2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      RIMS研究集会「最適化手法の深化と広がり」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2011-07-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 数式処理によるパラメトリック多項式最適化手法2011

    • 著者名/発表者名
      岩根秀直・穴井宏和・吉良知文
    • 学会等名
      RIMS研究集会「最適化手法の深化と広がり」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2011-07-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Multi-stage decision processes with targets for every stage2011

    • 著者名/発表者名
      A.Kira
    • 学会等名
      19th Triennial Conference of the International Federation of Operational Research Societies (IFORS2011)
    • 発表場所
      Melbourne Convention Centre, Melbourne, Australia(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] エージェントベースシミュレーションを用いたある運搬経路問題の解析2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直
    • 学会等名
      計測自動制御学会「第44回システム工学部会研究会」
    • 発表場所
      東京工業大学田町キャンパス
    • 年月日
      2011-03-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] On parametric optimization techniques for solving recursive formulas2011

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・岩根秀直・穴井宏和
    • 学会等名
      第5回DP研究会&日本オペレーションズ・リサーチ学会研究グループ「不確実環境下での柔構造最適化モデリング」2010年度第7回部会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス
    • 年月日
      2011-01-29
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 折り紙ユニットと多面体2010

    • 著者名/発表者名
      藤田敏治・吉良知文
    • 学会等名
      「最適化法とその応用」第2回研究集会
    • 発表場所
      秋田県立大学本荘キャンパス
    • 年月日
      2010-12-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 各期間毎に目標をもつ多段決定過程2010

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・藤田敏治
    • 学会等名
      RIMS(京都大学数理解析研究所)共同研究集会「不確実性下における意思決定問題」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非決定性動的計画の応用-対局ゲーム必勝法-2010

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・藤田敏治
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会研究グループ「不確実環境下での柔構造最適化モデリング」2010年度第5回部会
    • 発表場所
      上智大学四谷キャンパス
    • 年月日
      2010-10-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非決定性動的計画で求める対局ゲーム必勝法2010

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・藤田敏治
    • 学会等名
      2010年度第3回九州大学組合せ数学セミナー
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 年月日
      2010-09-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 縮小写像の離散不動点定理と展開形ゲーム2010

    • 著者名/発表者名
      川崎英文・吉良知文
    • 学会等名
      RIMS(京都大学数理解析研究所)共同研究集会「最適化法モデルとアルゴリズムの新展開」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2010-07-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 非終端型閾値制約をもつ多段決定過程2010

    • 著者名/発表者名
      藤田敏治・吉良知文
    • 学会等名
      日本数学会2010年度年会統計数学分科会
    • 発表場所
      慶應義塾 大学矢上キャンパス
    • 年月日
      2010-03-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 多段決定過程における非終端型閾値確率問題2010

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・植野貴之
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2010年春季研究発表会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • 年月日
      2010-03-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 無裁定価格理論と動的計画法2010

    • 著者名/発表者名
      吉良知文
    • 学会等名
      第4回DP研究会
    • 発表場所
      長崎県立大学佐世保校
    • 年月日
      2010-01-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マルコフ決定過程における多様な確率最適化問題2009

    • 著者名/発表者名
      吉良知文
    • 学会等名
      研究集会「最適化法とその応用」
    • 発表場所
      弘前大学理工学部
    • 年月日
      2009-12-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マルコフ決定過程における非終端型閾値確率問題2009

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・植野貴之
    • 学会等名
      第14回情報・統計科学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2009-12-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フィボナッチ-条件・分割・経路-2009

    • 著者名/発表者名
      岩本誠一・吉良知文・植野貴之
    • 学会等名
      第14回情報・統計科学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2009-12-04
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 制御マルコフ連鎖における成長確率最大化について2009

    • 著者名/発表者名
      吉良知文・植野貴之・藤田敏治
    • 学会等名
      RIMS(京都大学数理解析研究所)共同研究集会「不確実・不確定性下での意思決定過程」
    • 発表場所
      京都大学理学部
    • 年月日
      2009-11-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] マルコフ決定過程における成長確率最大化について2009

    • 著者名/発表者名
      吉良知文
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会研究部会「若手によるOR横断研究」KSMAP合宿in明日香村
    • 発表場所
      関西大学飛鳥文化研究所
    • 年月日
      2009-10-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 非決定性動的計画と制御積分方程式2009

    • 著者名/発表者名
      吉良知文
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会九州支部平成21年度第1回研究会
    • 発表場所
      九州大学経済学部
    • 年月日
      2009-06-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 巡回路決定についてのプログラム、方法及び装置2011

    • 発明者名
      岩根秀直・吉良知文
    • 権利者名
      富士通(株)
    • 産業財産権番号
      2011-158552
    • 出願年月日
      2011-07-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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